Глина – один из самых известных и распространенных материалов, которые используются в строительстве. Она образуется в результате разрушения глинистых пород естественным путем или с помощью механических и биохимических влияний в ходе эволюции.
Из чего состоит глина
Эта горная порода довольно сложна и непостоянна, как по составу, так и по своим характеристикам. Чистая глина, которая не содержит примесей, состоит из маленьких частиц минералов размером не более 0,01 мм. Обычно они имеют пластинчатую форму.
Подобные «глинистые» материалы представляют собой сложные соединения из алюминия, кремния и воды. Они не только включают воду в свою структуру (такая вода называется химически связанной), но и удерживают ее в виде прослоек между частичками (такую воду называют физически связанной).
Если материал смочить, вода попадает в пространство между слоями материала, и в результате они легко сдвигаются по отношению друг к другу. Именно благодаря такой особенности глина обладает высокой пластичностью.
В глине есть примеси таких веществ, как карбонат кальция, кварц, сульфид железа, гидроксид железа, оксид магния, оксид кальция и т. д. В зависимости от химического состава, выделяют такие глинистые материалы, как каолиниты, галлуазиты, иллиты и монтмориллониты.
Исходя из предназначения сырья, его нормируют в зависимости от того, каков процент оксидов железа, кварцевого песка, различных примесей. Степень огнеупорности материала зависит от содержания в нем глинозема. Для выполнения огнеупорных изделий используют глину, в которой содержится хотя бы 28% глинозема.
Так выглядит образец глины под микроскопом:
Технические характеристики и свойства
Характеристики глины определяются химическим и минеральным составом и размером частичек.
Объемный и удельный вес огнеупорной молотой глины составляет 1300-1400 кг/м3, шамотной – 1800 кг/м3, сухой глины в порошке – 900 кг/м3. Плотность мокрой глины – 1600-1820 кг/м3, сухой – около 100 кг/м3. Теплопроводность сухого сырья составляет 0,1-0,3 Вт/(м*К), влажного – от 0,4 до 3,0 Вт/(м*К).
Основные свойства:
- попадая в воду, глина размокает, разделяется на отдельные частички и образует или пластичную массу, или взвесь;
- глиняное тесто очень пластично, в сыром виде оно может принять любую форму. Пластичные глины называют «жирными», поскольку на ощупь они кажутся жирным материалом. Глины с невысокой пластичностью называют «тощими». Кирпичи, изготовленные из такой глины, быстро рассыпаются и обладают плохой прочностью;
- после высыхания глина сохраняет свою форму, несколько уменьшаясь в объеме, а в результате обжига становится твердой, как камень. Именно благодаря такой способности она издавна является одним из наиболее популярных материалов для производства посуды. Также из глины изготавливают кирпичи, которые имеют высокую механическую прочность;
- обладает клейкостью и связующей способностью;
- насыщаясь определенным объемом воды, глина больше не пропускает воду, то есть обладает водоупорностью;
- глина обладает кроющей способностью. Поэтому в старину ее широко использовали для побелки печей и стен дома;
- глина обладает сорбционной способностью, то есть поглощает вещества, растворенные в жидкости. Это позволяет применять ее для очистки продуктов нефтепереработки и растительных жиров.
Свойства материала обеспечивают долгий срок службы, но только в том случае, когда за ними осуществляется определенный уход, а в процессе изготовления не были допущены ошибки.
Происхождение и добыча глины
Глина может иметь различное происхождение – осадочное или остаточное. Осадочные породы формируются при переносе продуктов выветривания на другое место. Они могут быть морскими или континентальными.
Морские глины образуются в береговых районах, дельтах рек, лагунах, на шельфах. Континентальные глины могут быть делювиальными, пролювиальными, озерными, речными или остаточными.
Остаточные породы формируются при выветривании горных пород в море или на суше. Примером континентальных остаточных глин является каолин (белая глина). Морские остаточные породы обычно являются отбеливающими.
Как происходит добыча
Большинство видов глины можно легко найти, поскольку она часто встречается в природе, залегает неглубоко и является дешевым с точки зрения добычи сырьем.
Но, в силу большого веса и высокой влажности, перевозить материал на большие расстояния невыгодно, поэтому производство обычно устраивают неподалеку от места разработки. Так, заводы по производству кирпича всегда строят прямо на месторождении.
Отдельные разновидности встречаются лишь в некоторых регионах. Поскольку спрос на них высок, а заводы часто находятся на расстоянии от месторождения, приходится прибегать к перевозкам сырья.
Залегает глина в виде линз или пластов, между которыми находятся прослойки песка. Обычно в месторождении около 3-6 слоев глины, иногда – до 20. Толщина слоя может составлять как 2-5, так и 20-30 м.
Ранее глину добывали преимущественно на берегах озер и рек. Сейчас ее добывают преимущественно в карьерах. Разработка ведется обычно открытым способом с помощью экскаваторов. Перед началом добычи выполняются подготовительные работы: геологическая разведка для определения типа залегания и оценки запасов сырья, очистка поверхности от растительности, удаление непригодных пород.
Глина обязательно проходит естественную обработку, в ходе которой происходит ее вымораживание и вылеживание. После этого с помощью специальной техники выполняют механическую обработку материала.
Как это происходит можно посмотреть на видео ниже:
Виды и разновидности глины
На Земле встречается глина самых разных видов, которые различаются по составу, характеристикам и даже цвету. Цвет материала зависит от химического состава. Глина может быть белой, желтой, красной, голубой, серой, коричневой, зеленой и даже черной.
Разновидности глины выделяют по различным признакам: пластичности, спекаемости, огнеупорности, чувствительности к сушке и т. д.
Существуют следующие ее виды:
- бентонитовая — используется преимущественно для очистки растительных жиров, продуктов нефтепереработки, в процессе бурения скважин, реже – в производстве литейных форм.;
- природная красная — содержит в себе много железа, большая эластичность позволяет использовать его для работ с глиняными пластинами или для моделирования небольших скульптур.;
- обожженная — отличается повышенной прочностью;
- абразивная — применяется для чистики полировки металлов;
- строительная — подходит для фундаментов, отмосток и растворов;
- керамическая — используется для изготовления посуды и декоративных изделий;
- порошковая — удобна для приготовления различных растворов и смесей;
- тугоплавкая — подходит для производства шамотных кирпичей;
- монтмориллонитовая — используется как отбеливающий материал для очистки патоки, сиропов, пива, вин, фруктовых соков, растительных масел, нефтепродуктов, как добавка к мылам, повышающая их качество; также в производстве лекарственных пилюль и средств борьбы с вредителями сельского хозяйства;
- шамотная — ее часто используют для внешней отделки зданий. Смесь готовят, добавляя в порошок воду. Чтобы получить нужную консистенцию, ее настаивают на протяжении трех дней, периодически размешивая и т. д.
Образуется при химическом распаде вулканического пепла. Такая глина хорошо разбухает в воде и обладает высокой отбеливающей способностью по сравнению с другими разновидностями. Она может иметь различную окраску.
В видео подробно рассказано о видах глины и продемонстрированы их образцы:
Сколько стоит
Стоимость глины может существенно варьироваться в зависимости от ее разновидности и характеристик. Цена на нее составляет от 100 до 500 руб. за 1 куб. м. Продажа глины достаточно популярна. Это связано с минимальными затратами по добыче и довольно большим ее запасом в недрах земли.
Представляет собой глину, обожженную при высокой температуре (больше 340 градусов) и перемолотую в порошок.
Преимущества и недостатки
В наше время глина используется в строительстве преимущественно как вспомогательный материал или сырье для производства других материалов (кирпича, керамики). Материалы, изготовленные на основе глины, обладают массой достоинств, и сама глина может использоваться для строительства и отделки.
Основными преимуществами глины в качестве стройматериала можно считать:
- полную экологичность;
- устойчивость к действию высокой температуры;
- гипоаллергенность;
- поддержание уровня влажности на оптимальном уровне;
- свободное прохождение воздуха через стены;
- абсорбирование вредных веществ;
- безотходное производство.
Среди недостатков материала следует отметить существенную усадку, деформацию стен после высыхания, необходимость дополнительной гидроизоляции сооружения.
Был я на копанце, был я на топанце, был я на кружале, был я на пожаре, был я на обваре. Когда молод был, то людей кормил, а стар стал, пеленаться стал».
Эту загадку в старые годы мог отгадать каждый. Герой загадки - обычный печной горшок. На его примере можно проследить весь путь, который проходит глина, прежде чем стать керамическим изделием. «Копанцами» деревенские гончары называли яму или карьер, где добывали глину. С копанца глина попадала на «топанец» - ровное место во дворе или избе, где ее топтали ногами, тщательно разминая и выбирая попавшие в нее камушки. После такой обработки глина поступала на «кружало», то есть на гончарный круг, где она приобретала форму горшка или какой-либо другой посудины. Когда же горшок окончательно высыхал, его отправляли на «пожар», а точнее в печь, где после обжига он становился твердым как камень. Но чтобы горшок не впитывал влагу, он должен был побывать «на обваре». Для этого его в горячем виде опускали в квасную гущу или жидкую мучную болтушку.
Во второй части загадки образно и кратко показана дальнейшая судьба готовой глиняной посуды. Вряд ли стоит специально объяснять, как печной горшок «людей кормил», а вот почему он в старости «пеленаться стал», современному человеку вряд ли понятно. Дело в том, что в былые годы хозяйки не спешили выбрасывать старые треснувшие горшки. Их обвивали узкими распаренными лентами бересты, словно пеленали. Обвитые берестой горшки и другая глиняная посуда могли служить еще долгие годы.
Живая глина
«Живой глиной» гончары называли глину, находящуюся в природе в естественном состоянии.
Глина, встречающаяся в природе, настолько разнообразна по составу, что в земных недрах фактически можно найти готовую глиняную смесь, пригодную для изготовления любого вида керамики - от сверкающей белизной фаянсовой посуды до красного печного кирпича. Разумеется, крупные залежи ценных видов глины встречаются редко, поэтому около таких природных кладовых возникают фабрики и заводы по производству керамики, как, например, в Гжели под Москвой, где в свое время была обнаружена белая глина. У каждого уважающего себя деревенского гончара тоже были хотя и небольшие, но свои заветные месторождения, а проще - ямы-копанцы, где он добывал глину, пригодную для работы. Порой за нужной глиной приходилось ездить за многие версты, извлекая ее из глубоких ям с невероятными трудностями. Мало того, одного месторождения было не всегда достаточно, поскольку для разных изделий требовался различный состав глины. Так, например, для чернолощеной керамики подходит лучше всего жирная железистая глина. Она отличается высокой пластичностью, прекрасно формуется на гончарном круге, а после подсыхания ее можно выгладить до зеркального блеска. Посуда из такой глины не пропускает влагу и отличается высокой прочностью. Одна беда: жирная глина при сушке и последующем обжиге легко трескается. У изделий из тощей глины, содержащей значительное количество песка, - шероховатая поверхность, к тому же они сильно впитывают влагу. Зато при сушке и обжиге тощая глина трескается очень редко. Для хорошей глины предпочтительна золотая середина, когда она имеет среднюю жирность.
Жирной считается глина, содержащая менее 5% песка, в то время как тощая включает в себя до 30% песка. В глину средней жирности входит 15% песка.
Где найти глину для лепки
Найти подходящую глину для лепки и гончарных работ можно практически всюду, было бы желание. К тому же небольшое количество глины всегда можно «исправить» отмучиванием и другими способами. Глина может залегать сразу же под слоем почвы на небольшой глубине. На садовых участках ее можно обнаружить при различных земельных работах. Пласты глины довольно часто выходят на поверхность по берегам рек и озер, в откосах и склонах оврагов. В Нечерноземье есть области, где глина буквально находится под ногами и в сырую погоду на проселочных дорогах превращается в сплошное месиво, вызывая негодование прохожих. Даже из такой собранной на дороге «грязи» можно лепить, а затем обжигать небольшие декоративные изделия. Но, разумеется, этого делать не следует. Даже там, где кругом глинистая почва, нужно вырыть хотя бы неглубокую канаву, чтобы добраться до более чистых и однородных слоев.
Глину, пригодную для лепки, можно с успехом заготовить даже в большом городе. Ведь всегда где-нибудь неподалеку строители роют котлованы для нового дома либо идет ремонт водопровода или газопровода. При этом глиняные пласты, залегавшие на большой глубине, оказываются на поверхности.
Определить пригодность глины для лепки можно довольно простым способом. Из небольшого комка увлажненной глины, взятой для пробы, скатайте между ладонями жгут толщиной примерно с указательный палец. Затем медленно согните его пополам. Если при этом в месте сгиба не образуются трещины или их совсем мало, то глина вполне пригодна для работы и, по всей вероятности, в ней содержится 10- 15% песка.
Цвет глины
Каждый вид глины на определенной стадии лепки, сушки и обжига меняет свой цвет. Высохшая глина отличается от сырой лишь более светлым тоном, но при обжиге большинство глин резко меняет свой цвет. Исключение составляет лишь белая глина, которая при увлажнении приобретает лишь легкий серый оттенок, а после обжига остается такой же белой. Окраска «живой глины», обычно находящейся во влажном состоянии, чаще всего обманчивая. После обжига она может неожиданно резко измениться: зеленая станет розовой, бурая - красной, а синяя и черная - белой. Как известно, свои игрушки мастерицы из села Филимоново Тульской области лепят из черно-синей глины. Лишь побывав после просушки в обжиговой печи, игрушки становятся белыми с чуть кремоватым оттенком. Чудесное превращение, которое произошло с глиной, объясняется очень просто: под влиянием высокой температуры выгорели органические частицы, которые придавали глине до обжига черную окраску. Кстати, подобные частицы находятся в черноземе, где они также определяют цвет этой почвы. На цвет глины, как в сыром, так и в обожженном состоянии, влияют также находящиеся в ней различные минеральные примеси и соли металлов.
Если, например, в состав глины входят оксиды железа, то после обжига она становится красной, оранжевой либо фиолетовой. По цвету, который приобретает глина после обжига, различают беложгущуюся глину (белый цвет), светложгущуюся (светло-серый, светло-желтый, светло-розовый цвет), темножгущуюся (красный, красно-коричневый, коричневый, коричнево-фиолетовый цвет). Чтобы определить, с какой глиной приходится иметь дело, из небольшого куска слепите пластинку или скатайте шарик, который после тщательной сушки обожгите в печи. Заготовленную глину положите в деревянный ящик и залейте водой так, чтобы отдельные ее комочки слегка выступали над поверхностью. Желательно сразу заготовить как можно больше глины. При изобилии глины расходуется лишь небольшая ее часть, а остальная будет постоянно вылеживаться.
Чем больше глина будет находиться во влажном состоянии, тем лучше. Раньше гончары выдерживали глину на открытом воздухе в так называемом глиннике - специальной яме, стены которой делали из бревен, плах или толстых досок. Глина должна была пролежать в глиннике не менее трех месяцев, но порой она находилась в открытом хранилище по нескольку лет. Весной и летом ее обжигали солнечные лучи, осенью обдували ветры и поливали дожди, зимой она замерзала на морозе и оттаивала при оттепели, тогда в нее проникала талая вода. Но все это шло глине только на пользу, поскольку она разрыхлялась от многочисленных микротрещин, при этом окислялись вредные органические примеси и вымывались растворимые соли.
Многовековая практика народных мастеров показала, что чем больше вылеживается глина, тем лучше ее качество.
Зачастую глину добываю в местах, где раньше протекали реки. Глина - это продукт земной коры, а также осадочная горная порода, которая образуется из разрушенных скал под воздействием выветривания. Такой материал, уже на протяжении многих столетий использовался для строительства различных объектов и конструкций. Но, мало кто знает, как именно добывается такой довольно распространенный и древний строительный материал.
Добыча глины в летний период
Добывают глину с помощью экскаваторов. Глина залегает пластами, а это значит, что ее лучше срезать пластами. Так, техника сосредотачивается на определенном участке и работает до тех пор, пока не дойдет до суглинка. Когда спецтехника доходит до суглинка, то она переходит на другой участок, который имеет залежи глины.
В основном добыча глины проводится в карьерах, которые могут иметь любую глубину. Летом добыча глины начинается с расчистки места добычи от верхнего слоя земли. Затем проводится устройство дорого и подъездов к месту добычи ископаемого. Ненужные породы, которые мешают добычи глины, просто убираются в сторону. Если ископаемое находится ниже уровня подземных вод, то устраивается специальная дренажная система. После добычи материал грузится и транспортируется на переработку или непосредственно на объект, где будет использоваться.
Зачастую добыча проводится открытым способом, при котором используются бульдозер купить , который сегодня очень легко, ленточный конвейер и другое оборудование. Иногда в процессе добычи глины могут проводиться взрывные работы.
Добыча глины зимой
Глину также добывают и зимой. Для того чтобы исключить промерзание грунта, карьер утепляют с помощью таких материалов, как торф, опилки и другие. Именно такие материалы имеют довольно невысокий уровень теплопроводности. Иногда толщина утеплительного слоя может составить 70 см и выше. При транспортировке материала, его накрывают брезентом, что позволяет защитить его от промерзания. В местах с суровой зимой карьеры оборудуются специальными тепляками, которые представляют собой закрытую конструкцию. Для обогрева конструкции используют мощные обогреватели. При необходимости тепляк можно передвинуть с места на место.
Транспортировка глина на карьере проводится с помощью ленточных конвейеров. Такая автоматизация транспортировки позволяют непрерывно вести добычу глины. Если же хранилище находится вдали от карьера, то глина транспортируется в специальных вагонах.
Глина является очень распространённой горной породой. Сложная, как по составу, так и по физико-технологическим свойствам. Чистая порода состоит из сложных химических соединений - «глинистых» минералов, в состав которых входят алюминий, кремний и вода. В минералогии их называют водными алюмосиликатами.
Свойство глины зависит от её химического и минерального состава. Землистая порода - глина легко распускается в воде, образовывая «взвеси» (муть) или пластичное тесто, которое сохраняет приданную ему форму после высыхания и приобретает твердость камня после обжига. Также ещё одним свойством глины можно считать «сорбционность» - способность поглощать из жидкости некоторые растворенные в ней вещества. Так как в глине содержится большое количество окиси алюминия, её применяют в качестве химического сырья, для получения сернокислых солей.
Характеристика и виды
Всю существующую глину для удобства эксплуатации разделили на такие виды:
- Каолин - самый востребованный вид, белого цвета, состоящий из минерала каолинита. Применяется в фарфорово-фаянсовой и бумажной промышленности.
- Огнеупорная глина , бывает белого или серого цвета. При обжиге выдерживает температуру примерно 1580°. В состав входят минералы каолинита и гидрослюды. Используют для изготовления огнеупорной посуды.
- Кислотоупорная глина - это разновидность огнеупорной глины, в состав которой входит железо, магний, кальций и сера.
- Формовочная глина - обладает повышенной пластичностью и связующей способностью. Используют в виде скрепляющего материала при изготовлении ёмкостей для металлургического литья.
- Цементная глина обладает богатой цветовой палитрой. Входит в состав портланд-цемента.
- Кирпичная глина - легкоплавкая, в состав входит значительная примесь кварцевого песка. Широко используют в кирпичном производстве.
- Бентонитовая глина - главным образующим минералом, является монтмориллонит. Богатая цветовая гамма. Обладает самой высокой отбеливающей способностью. Данный вид незаменим при очистке нефтепродуктов, растительного и смазочных масел.
- Минеральная природная глина - используется в медицине и косметологии
(На картинке разновидность косметической глины )
В производственной практике глину подразделяют на «жирные» и «тощие» группы. Всё зависит от степени загрязненности их кварцевым песком. В «жирных» глинах песка не много, а в «тощих» его большое количество.
Месторождение и добыча
Глина широко распространена в природе, залегает на небольшой глубине. Всё это способствует невысоким затратам при добыче, делая сырьё дешёвым. Обычно на самом месторождении глины строятся кирпичные и черепичные заводы. Самые большие месторождения глины находятся на территории Украины и России. Сравнительно небольшие скопления породы имеются в Грузиии, Казахстане, Узбекистане, Туркмении и других странах СНГ.
Применение глины
Глину можно отнести к минеральному сырью массового потребления. Она используется в самых разнообразных отраслях, например в хозяйственной, где изготовляют посуду и другие изделия. В строительной, для производства строительного кирпича любого цвета и цемента. А так же в промышленности: мыловарении, парфюмерии, текстиле и многих других.
Заводы используют определённый вид глины для очистки нефтепродуктов, растительных масел и жиров. Незаменима глина и в искусстве, пластичная цветная глина является отличным материалом для создания скульптур. Широкую популярность заслужила в сельском хозяйстве: для кладки печей, глиняных потолков, побелки стен и пр.
Прежде всего следует оговориться, что в данной статье я рассматриваю глину, пригодную для лепки - хобби, которому вы любите уделять немного времени. Ведь речь идет о том - где взять глину и, разумеется, для промышленных масштабов производства добыча глины разительно отличается от добычи для удовлетворения своих собственных творческих запросов.
Если бы вы готовились открыть свою промышленную линию по изготовлению глиняных изделий - я советовал бы вам обратиться к поставщикам материала, провести пробу глины и заключить договор на поставку. Если конечно вы не владеете земельным участком, который является знатным и обширным источником этого природного материала..
Для мелкого производства и простой лепки существует только два ответа на вопрос где найти глину: либо в магазине, либо в земле.
Самый простой способ заготовить глину - купить ее. Нет, я вовсе не собираюсь продавать вам глину, как бы это сделалось на других материально-заинтересованных ресурсах, а просто хочу сказать, что в ряде канцелярских магазинов продается порошковая и готовая глина, расфасованная в различные упаковки. Это, чаще всего, качественная глина, идеально подходящая для изучения азов лепки, основ скульптуры. Килограмма порошковой глины вполне хватит, чтобы освоить пластику.
Если трата денежных средств на природный материал как-то противоречит вашим принципам, то для таких случаев идеально подойдет второй способ.
Где можно добыть глину?
Если присмотреться, то красные отложения глины можно встретить повсюду, по крайней мере в нашей средней полосе.
- Места, где проводится подготовка к строительным работам. Посетите любую стройку. У котлованов под фундамент горы породы, и среди них, скорее всего, будет вскрытые месторождения глины. Сюда же можно отнести:
- строительство дороги. Кстати, при создании насыпей стараются избавиться от глины, так как она портит любое дорожное покрытие;
- места проведения коммуникаций (где копаются траншеи - под трубопровод, например);
- карьеры по добыче природных материалов, даже если добывают песок - есть шанс найти отвалы глиняных пород и останется только найти способ попасть на охраняемый объект..
- Естественные места образования глины
- на даче (если копнуть поглубже и в разных местах - есть шанс наткнуться на залежи);
- на берегах рек и оврагов можно встретить осыпи, где среди слоев породы видна глина;
- в местах, где вода подолгу не уходит - верный признак наличия глины.
Самое главное в поиске глины - выбрать подходящую для лепки глину по ее свойствам.
Определить подходящую глину довольно просто. Скатайте в руке небольшой валик и попробуйте плавно его изогнуть. В нужной глине не должно быть на сгибе трещин. Если все же не удалось найти пластичную глину, не отчаивайтесь - можно слепить что-нибудь и из тощей глины, только придется быть более аккуратным и осторожным, опустить часть мелких деталей и сделать формы более гладкими. Такая глина при обжиге дает меньше усадки и трещин, но поверхность получается более шершавая и менее влагостойкая. Для гончарного производства отбор глины более строг и требователен.
Если качество глины вас не устраивает - ей следует придать необходимые свойства, поколдовав над ней нехитрыми, но трудоемкими способами, например,
